Introducció
Un prototip de conjunt de PCB es pot construir correctament i encara és difícil de verificar.
Allà és on molts projectes perden temps. El tauler s'encén. La ubicació es veu bé. Les juntes de soldadura passen una inspecció visual. Aleshores, l'equip d'enginyers comença a provar i descobreix que els senyals clau estan enterrats, que els coixinets de prova són massa petits, que la interfície de programació és difícil d'aconseguir o que l'única manera de depurar el tauler és mitjançant una-sonda lateral arriscada.
És per això que l'accés de prova s'ha de revisar abans del muntatge del prototip de PCB, no després que arribin les plaques.
La revisió d'accés de prova comprova si la placa muntada es pot inspeccionar, provar, programar, provar funcionalment, depurar i preparar-se per a la planificació posterior de les TIC o FCT. No és només una qüestió de prova. Es troba entre el disseny de PCB, el muntatge de prototips i la planificació de verificació.
Un prototip de treball només és útil si l'equip pot verificar el que està passant al tauler. Un accés deficient a les proves converteix la verificació de prototips en conjectures.
Què significa l'accés a les proves en el muntatge de PCB prototip
L'accés a la prova significa la capacitat pràctica d'arribar, controlar i observar els punts necessaris per a la inspecció, mesurament, programació, aïllament de fallades i validació funcional.
En el treball real de PCBA, l'accés de prova pot incloure:
- coixinets de prova per a xarxes clau
- rails de tensió i punts de terra accessibles
- capçaleres o pads de programació
- restabliment, rellotge, mode-d'arrencada i accés a la comunicació
- sondeu-ubicacions fàcils de trobar senyals importants
- suficient espai lliure de la sonda al voltant dels punts de prova
- accés per a depuració de banc, sonda voladora, TIC, FCT o exploració de límits
- espai per a pins de fixació, cables, pinces o connectors
- Visibilitat AOI per a les juntes de soldadura i l'orientació dels components
- -Planificació de la inspecció de raigs X per a BGA, QFN o juntes de soldadura ocultes quan sigui necessari
Un disseny pot semblar complet en CAD, però encara serà difícil de provar després del muntatge.
Això és especialment comú quan la disposició és compacta, el tauler té components SMT{0}}de pas fi, ambdues cares estan densament poblades o l'embolcall mecànic ja està ajustat. El circuit pot ser elèctricament sòlid, però si l'equip no pot arribar de manera segura i repetida als senyals adequats, la verificació s'alenteix.
Per al muntatge de prototips de PCB, l'accés a les proves no només es refereix a la producció en massa futura. Es tracta de respondre les primeres preguntes d'enginyeria sense danyar el tauler, endevinar els símptomes o esperar una altra revisió del disseny.
Per què s'ha de revisar l'accés de prova abans de la compilació
El moment més fàcil per arreglar l'accés de prova és abans que es fabriqui i munti el PCB.
Un cop construïts els taulers, les opcions es tornen limitades. L'equip pot soldar cables temporals, raspar la màscara de soldadura, sondar els pins dels components o crear una solució alternativa. De vegades, això és acceptable per a una primera mostra d'enginyeria. Però si cada mesura important requereix una solució alternativa, el prototip no ofereix comentaris nets.
Una regla senzilla ajuda aquí:
Si un senyal és prou important per depurar, programar, verificar o utilitzar per a proves d'acceptació, l'equip hauria de preguntar com s'hi accedirà abans que comenci la construcció del prototip.
Això no vol dir que totes les xarxes necessitin un coixinet de prova dedicat. Els taulers reals tenen límits d'espai. Però s'han de revisar deliberadament els carrils elèctrics clau, les línies de programació, els busos de comunicació, les línies de restabliment, els senyals de control i els punts de mesura específics del producte-.
Esperar fins a la verificació del prototip per descobrir un accés deficient sol generar tres problemes.
En primer lloc, el procés de prova es torna més lent i menys repetible.
En segon lloc, els fracassos són més difícils d'aïllar.
En tercer lloc, l'equip pot confondre un problema d'accés de prova-per un problema de disseny, muntatge, component o microprogramari.
Aquí és on la construcció d'un prototip perd temps.
On normalment apareix un accés deficient a la prova
Els problemes d'accés a les proves poques vegades s'anuncien a la revisió de Gerber. Normalment apareixen més tard, quan el primer tauler muntat és al banc i algú necessita trobar un senyal ràpidament.
Els carrils d'alimentació són difícils de mesurar
La verificació de prototips sovint comença amb el poder.
Si l'entrada principal, els rails regulats, la referència de terra, els pins d'activació o els nodes-de detecció actual són difícils d'accedir, fins i tot una presentació bàsica-es pot tornar maldestra. L'enginyer pot saber què ha de comprovar, però el tauler no ofereix un lloc segur per comprovar-ho.
Un tauler que necessita sondeigs repetits en pins IC minúsculs durant l'activació-no és compatible amb la prova-. Encara pot funcionar, però augmenta el risc de relliscades, de curtcircuits o de danyar les peces.
Les interfícies de programació i depuració no són pràctiques
Un prototip pot necessitar càrrega de microprogramari, accés al carregador d'arrencada, calibració o comunicació de depuració.
Si els coixinets de programació són massa petits, estan coberts per parts properes, es col·loquen sota un escut o estan bloquejats per una funció futura del tancament, és possible que el problema no aparegui fins que la placa ja estigui construïda.
Aquest és un desajust comú entre les decisions de disseny i el maneig de prototips reals. El disseny estalvia espai, però l'equip del microprogramari en perd l'accés.
Els senyals importants estan enterrats
Alguns senyals només esdevenen importants quan alguna cosa va malament.
És possible que els senyals relacionats amb el rellotge, el restabliment, la comunicació, el sensor, el control del motor, la unitat LED, la gestió de la bateria, l'habilitació de RF, el control de relés i la seguretat-no necessitin mesurament constant. Però si el prototip falla, aquests són sovint els primers enginyers de xarxes que volen comprovar.
Si aquests senyals no són accessibles, l'aïllament de falla es ralenteix. L'equip pot passar hores debatint si el problema és el firmware, el muntatge de PCB, l'obtenció de components, la soldadura o la lògica de disseny.
Els coixinets de prova existeixen però no es poden utilitzar
Un coixinet no és útil només perquè existeix.
Pot estar massa a prop d'un component alt. Pot estar sota un connector. Pot situar-se al costat equivocat per a la fixació prevista. Pot ser massa petit per a un sondeig fiable. Pot faltar l'espai lliure circumdant. Es pot col·locar on una sonda no pot aterrar sense tocar una altra xarxa.
És per això que la revisió d'accés de prova hauria de tenir en compte l'estat-de la placa muntada, no només l'esquema.
L'accés a la prova no és el mateix per a tots els mètodes de prova
Un dels motius pels quals els compradors passen per alt l'accés a la prova és que la paraula "prova" sembla una activitat.
No ho és.
Els diferents mètodes de verificació necessiten diferents tipus d'accés.
Accés a la depuració de bancs
La depuració de banc és habitual en els primers prototips. Els enginyers poden utilitzar un multímetre, un oscil·loscopi, un analitzador lògic, una sonda de corrent o una eina de programació.
Per a aquesta etapa, els punts de prova haurien de suportar mesures segures i repetibles. Un bon accés no ha de ser perfecte, però hauria de reduir el risc de sondeig en agulles de pas-fins sempre que sigui possible.
Per als primers prototips de muntatge de PCB, aquesta és sovint la necessitat d'accés de prova més immediata-.
Accés a la sonda voladora
Les proves de sondes volants poden ser útils per a prototips i muntatges de PCB de baix-volum perquè no requereixen un llit-de-ungles dedicat. Però encara necessita ubicacions de sondes accessibles, espai suficient, dades CAD utilitzables, informació clara de la xarxa i objectius de prova acordats.
Si el disseny deixa massa pocs nodes accessibles, la cobertura de la sonda voladora pot ser limitada.
Accés a les TIC
Les TIC depenen més de l'accés a les proves planificat. Una fixació-de-ungles requereix punts de contacte de la sonda, alineació d'eines, suport de tauler i espai suficient per a un contacte fiable.
Si el tauler està dissenyat sense tenir en compte l'accés a les TIC, afegir TIC més tard pot ser car o poc pràctic. Això no vol dir que tots els prototips necessitin TIC. Però si s'espera que el producte passi a versions de més-volums o a una producció més controlada, s'ha de parlar de l'accés a les TIC abans de bloquejar el primer disseny.
Accés FCT
L'FCT sol verificar el comportament del-nivell del sistema: engegada-, comunicació, resposta del microprogramari, botons, pantalles, sensors, motors, relés, LED o altres funcions específiques del producte-.
És possible que l'FCT no requereixi accés a totes les xarxes, però sovint requereix punts de connexió estables, accés de programació, simulació de càrrega, accés al connector i planificació d'accessoris.
Un prototip que només un enginyer de disseny pot provar, utilitzant trucs-de banc, no està preparat per a una FCT repetible.
AOI i accés a la inspecció de-raigs X
AOI no necessita accés elèctric, però sí visibilitat.
Les juntes de soldadura, les marques de polaritat, els cables de pas fi-i l'orientació dels components han de ser prou visibles per a la inspecció quan sigui possible. Si una àrea crítica està oculta per peces mecàniques, components alts o mala visibilitat del disseny, és possible que l'AOI no proporcioni la confiança que espera el comprador.
-La inspecció de raigs X torna a ser diferent. Sovint s'utilitza per a BGA, QFN i altres juntes de soldadura amagades. El disseny no proporciona un punt de sonda per a raigs X-, però l'elecció del paquet, la densitat de components, la protecció i les expectatives d'inspecció poden afectar l'utilitat de la inspecció de raigs X-.
És per això que l'accés a la prova i la inspecció s'hauria de revisar conjuntament, no tractar-se com a temes desconnectats.
L'accés a la prova hauria d'incloure el control de la placa
L'accés físic és només una part de la història.
Un tauler també ha de ser controlable durant la prova. En termes senzills, l'equip de prova necessita una manera de posar el tauler en un estat conegut.
Això pot significar:
alimentant rails específics de manera segura
controlant el reinici
accedint als pins del mode-arrencada
desactivar o controlar el comportament del gos guardià
confirmant la disponibilitat del rellotge
aïllament de seccions del circuit
posant les línies de comunicació en un estat estable
evitant sortides incontrolades durant la prova
Un punt de prova en un carril d'alimentació ajuda, però no ho soluciona tot si el tauler no es pot alimentar o controlar d'una manera previsible.
Això és més important quan el prototip inclou diversos dominis d'alimentació, dispositius programables, sensors, motors, relés, mòduls sense fil o controls-de seguretat. Sense controlabilitat, l'equip pot tenir accés als senyals, però encara té problemes per executar una prova estable.
L'accés a la prova hauria de formar part de la revisió DFM i DFT
La revisió de DFM pregunta si la placa es pot fabricar de manera fiable.
DFT, o Design for Testability, pregunta si el tauler es pot provar i verificar de manera eficient.
En el treball EMS real, els dos estan connectats. Un tauler fàcil de muntar però difícil de provar encara pot retardar el projecte. Un tauler que aprova la inspecció AOI però que no admet la verificació funcional encara pot no respondre a les preguntes d'enginyeria del comprador.
Per al muntatge de prototips de PCB, l'accés de prova s'ha de revisar juntament amb:
- separació dels components
- fiducials i forats d'eines
- Consideracions sobre la plantilla i la pasta de soldadura
- selecció del paquet
- col·locació del connector
- esquema del tauler i panellització
- marques de polaritat
- mètode de programació
- ubicació del punt de prova
- mètode d'inspecció
- accés a l'aparell o a la sonda
- etiquetes i documentació dels punts de prova
Aquí és on els compradors de vegades creen el seu propi retard. Aproven un disseny compacte perquè sembla net, però ningú comprova si l'enginyer de prova pot arribar als senyals importants.
Uns quants-coixinets de prova ben col·locats poden estalviar més temps que un programa de muntatge més ràpid.
Què haurien de comprovar els compradors abans del muntatge del prototip de PCB
Abans d'alliberar fitxers per al muntatge de prototips de PCB, els compradors haurien de revisar l'accés de prova tenint en compte tant l'enginyeria com la fabricació.
1. Identificar els senyals que s'han de mesurar
No totes les xarxes necessiten un coixinet de prova.
Comenceu amb els senyals que més importen durant l'activació-i l'aïllament d'errors:
- potència d'entrada
- referències de terra
- principals carrils de tensió
- habilitar els pins
- restablir línies
- senyals de rellotge
- línies de programació
- interfícies de comunicació
- sortides del sensor
- senyals de control del motor o del ventilador
- Línies de control de LED o pantalla
- senyals de càrrega i protecció de la bateria
- nodes crítics-específics del producte
La pregunta no és "Es poden provar tots els senyals?"
La millor pregunta és: "Si aquesta funció no funciona, podem arribar als senyals necessaris per entendre per què?"
2. Confirmeu la programació i l'accés al firmware
L'accés al firmware sovint es considera obvi fins que arriben les primeres plaques.
Abans del muntatge, confirmeu com es carregarà i verificarà el microprogramari. El tauler utilitzarà una capçalera, pins pogo-, connector de vora, interfície USB, UART, SWD, JTAG o un altre mètode? L'accés encara es pot utilitzar després del muntatge? Està bloquejat per components alts, blindatges, cables o funcions futures del tancament?
Si cal carregar el microprogramari per a cada prototip, la programació no hauria de dependre d'una solució fràgil.
3. Reviseu l'autorització de la sonda al voltant dels punts de prova
Un punt de prova necessita prou espai al seu voltant.
Comproveu l'alçada dels components propers, la posició del connector, el blindatge, les restriccions mecàniques, la màscara de soldadura i l'espai entre les xarxes adjacents. Si la sonda només pot tocar el coixinet en un angle insegur, l'accés és feble.
Això és especialment important per a PCBA d'electrònica de consum compacte, taulers de control industrials i conjunts dens{0}}PCB de tecnologia mixta on l'espai és limitat.
4. Decidiu quin mètode de prova ha de suportar el prototip
Un prototip no sempre necessita TIC.
Però l'equip encara hauria de decidir el mètode de verificació previst abans del muntatge. Es comprovarà el tauler mitjançant una prova de banc manual, una sonda voladora, un AOI, una inspecció de raigs X-, una programació més FCT o un aparell personalitzat senzill?
Respostes diferents condueixen a decisions de disseny diferents.
Si el comprador espera una futura TIC o un FCT basat en accessoris-, és millor reservar l'accés abans que redissenyar més tard.
5. Documenteu el mapa de punts de prova i les mesures previstes
Fins i tot quan existeixen punts de prova, l'equip de prova encara necessita saber què significa cada punt.
Un paquet d'accés de prova útil pot incloure noms de punts de prova, noms de xarxa, ubicacions, costat de la placa, tensió esperada o condició del senyal, mètode de programació i qualsevol nota sobre la seqüència o el maneig.
Això no ha de convertir-se en un document pesat per a cada prototip. Però si l'equip de prova ha de fer-enginyeria inversa dels punts de prova a partir del disseny durant l'aparició-, ja s'està perdent temps.
6. Alineeu l'accés de prova amb l'etapa següent
L'accés a la prova del prototip no només hauria de servir la primera mostra.
També hauria de donar suport al que el comprador espera que aprengui abans de la creació pilot o la producció de baix-volum. Si és probable que el prototip passi a una execució pilot, el pla d'accés de prova-ha de tenir en compte la repetibilitat, la planificació de l'aparell i la recollida de dades.
Un punt de prova que ajudi a un enginyer a depurar un prototip és útil.
És millor un pla d'accés de prova-que ajudi el soci d'EMS a crear un procés de prova repetible.
Llista de verificació de revisió d'accés a les proves pràctiques
Aquest no és un exercici de paperassa. És la breu ressenya que evita que la primera sessió de depuració es converteixi en un joc d'endevinalles.
Abans d'enviar fitxers per al muntatge de prototips de PCB, els compradors poden fer aquestes preguntes:
- Els rails d'alimentació clau i els punts de terra són fàcils d'accedir?
- Es pot carregar el microprogramari sense soldadura manual o sondatge arriscat?
- Es pot accedir a les línies de restabliment, rellotge, arrencada i comunicació si cal depurar?
- Els punts de prova són prou grans i espaiats prou bé per al mètode de prova previst?
- Els coixinets de prova estan bloquejats per components alts, connectors, escuts, dissipadors de calor o característiques mecàniques?
- Hi ha senyals importants disponibles al costat correcte del tauler per al dispositiu previst?
- L'equip ha decidit si cal una prova manual, una sonda voladora, TIC, FCT, AOI o raigs X-?
- Són els fiducials i les característiques d'eines adequades per al muntatge i possibles muntatges de prova?
- Es considera la visibilitat de l'AOI per a juntes de soldadura i marques d'orientació importants?
- S'han identificat BGA, QFN o altres juntes amagades per a una possible inspecció de raigs X-?
- El mètode de programació és clar i repetible?
- El mapa de punts de prova està documentat?
- El tauler encara es pot provar després de canvis menors en el disseny o les restriccions del tancament?
- S'inclouen els requisits de prova al paquet de compilació, no només es discuteixen per correu electrònic?
Aquesta llista de verificació no converteix tots els prototips en un dispositiu de prova-preparat per a la producció. Simplement evita que els problemes d'accés evitables es converteixin en retards de verificació.
Un cas límit: quan els punts de prova addicionals poden no valer la pena
L'accés de prova és important, però no s'ha d'afegir a cegues.
Algunes plaques molt petites, -sensibles a RF, d'alta-velocitat, d'alta-densitat o restringides mecànicament no poden acceptar moltes plaques de prova addicionals sense compensacions-. Els coixinets addicionals poden afectar l'encaminament, la impedància, les fuites, el blindatge, la integritat del senyal o la mida del producte.
En aquests casos, la resposta és no forçar els punts de prova a tot arreu.
El millor enfocament és prioritzar l'accés crític, utilitzar programació o microprogramari de diagnòstic quan escaigui, tenir en compte l'accés basat en connectors-, confiar en l'exploració de límits si escau o planificar la cobertura de proves funcionals i de raigs X-al voltant de les restriccions de disseny.
Una bona revisió d'accés de prova no consisteix a afegir coixinets a tot arreu. Es tracta d'afegir l'accés adequat als llocs adequats.
Què significa això per als compradors OEM
L'accés de prova és fàcil d'ignorar perquè no sempre afecta si el PCB es pot muntar.
Però afecta molt si el prototip es pot verificar.
Per als compradors OEM, el risc no és només que un tauler falli. El risc més gran és que la junta doni comentaris poc clars. Quan l'accés a les proves és deficient, un prototip pot consumir temps d'enginyeria sense produir una resposta clara.
Això és important en el desenvolupament d'electrònica actual, on molts equips intenten escurçar prototips-a-cicles pilot mentre encara s'ocupen de dissenys densos, components restringits i validació funcional més complexa.
Una construcció de prototips més ràpida no ajuda gaire si el camí de verificació està bloquejat.
Abans del muntatge del prototip de PCB, els compradors haurien de revisar l'accés de prova com a partDisseny i maquetació de PCB, DFM, DFT i planificació de proves i inspeccions. Fer-ho d'hora ajuda el prototip a respondre la pregunta per a la qual es va crear:
El disseny funciona i l'equip pot verificar-ho amb prou confiança per avançar?
Conclusió
L'accés a les proves s'ha de revisar abans del muntatge del prototip de PCB perquè afecta directament la velocitat de verificació, la qualitat de depuració, la preparació de l'aparell i la capacitat del comprador per prendre decisions després que arribin els taulers.
Un prototip no és només una placa que s'ha de construir. És una placa que cal provar, mesurar, programar, inspeccionar i aprendre.
Quan l'accés a la prova és feble, la verificació es fa més lenta i menys fiable. Quan es planifica l'accés a la prova d'hora, el prototip es fa més útil, el soci d'EMS pot preparar l'enfocament d'inspecció i prova adequat i el projecte pot avançar cap a la construcció pilot amb menys sorpreses.
Per als compradors OEM que preparen una construcció de prototips, STHL pot revisar el projecte des d'un disseny i disseny de PCB,Muntatge de PCB, iProva i inspeccióperspectiva abans de la cotització o la planificació de la producció. Envieu els vostres fitxers mitjançantSol·licita un pressuposto posa't en contacte amb nosaltres ainfo@pcba-china.com.
